外来入侵植物-豚草对当地环境及其生物多样性影响研究

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1、豚草大型综合性实验——豚草对周边环境的影响豚草种属：菊科，豚草属，向日葵族英文名：Ambrosia简介：豚草，原产北美，传入我国的有2种：豚草(Ambrosiaartemisitifolio)和三裂叶豚草（Ambrosiatrifida）。豚草是全世界广泛分布的一年生杂草，高1米以下，茎下部叶对生，上部叶互生，叶一至而回羽裂，边缘具小裂片状齿。一年生草本，适应性强。其种子产量高，每株可产300~62000多粒。瘦果，先端具喙和尖刺，主要靠水、禽类，和人为传播。豚草传入我国后，因为失去原产地天敌的控制，蔓延十分迅速，危害尤为严重，现在已扩展到十几个省市，不仅在我国

2、，在全世界范围内也是公认的恶性杂草，呈爆发之势。豚草的主要特点大致如下：（1）生命力旺盛，繁殖快，极易占用其他生物种的生存空间（如土壤肥料、生长空间、阳光等），造成该区域物种单一，破坏物种的多样性。（2）其根系分泌物中含具有异株克生的倍半萜混合物，对其他一些植物具有抑制作用。（3）其花粉是人类“枯草热”和“花粉病”的主要病源，引发过敏性鼻炎和支气管哮喘等变态反应症。一株草每天可以散布100万粒，大多集中在早上6~8点，每平方公顷的豚草秋天可产生花粉6.2吨，而百分之一克就可诱发人的变态反应。其有毒花粉是只有20微米直径的球型颗粒，含有两个活性豚草细胞，伴有其他蛋

3、白质和营养成分。蛋白质之一称为AmabaI，只占蛋白质总量的6%，而在变态活性反应中却占90%以上的份额。针对豚草的特性，我们设计了以下两组实验，从其得出的实验结果及其表现形态，讨论豚草作为一种入侵植物对于周围环境的影响及其成为优势种的原因。实验一：微型试验田试验[实验目的]讨论豚草对于周围植物在空间上的物理性影响，以及对于土壤中的土居性小型动物的影响。[实验地点]南京农业大学试验田[实验器材]十平方米见方的试验田两块（土壤肥力较好）生长旺盛时期的豚草植株若干株小麦、燕麦等禾本科经济作物，洋葱，菊科植物等生长旺盛期植株若干[实验步骤]1.将一块试验田分成九份（如

4、下图）2.根据以往的测定结果，选择对豚草敏感或具有重要经济意义的植物进行分区种植，须均匀种植。小麦黑麦燕麦大麦豚草洋葱杭白菊向日葵蒲公英例如：（以上的作物可先在其他地方进行种植培育，幼苗可在当年4、5月进行移植。）3.另一块试验田（肥力、土壤生物、土质及其外部条件与试验田相似）与上一块试验田一样进行划分，在相同布局下进行相同物种的种植，中间种植豚草的区域留空，该试验田作为对照组。4.保证环境条件适宜，尽量保证在在露天条件下进行。在植株移入试验田后，每7天观察一次，记录植株生长状况及外部形态，抽取植株和土壤进行实验分析，与对照组进行比较。（A）实验1.土壤肥力测定

5、步骤：分别取试验田和对照田土样两份，分别标号a,b。a土样溶于水，分别测定水样中氮磷钾等营养物质的含量。b土样同样进行操作，与a进行对比。实验预测：根据文献记载，豚草根系具有极强的营养吸收能力，故我们预测a土样中的营养物质将大大低于b土样。由此可以说明豚草利用其强大的根系吸收土壤中的营养物质，夺取其他植物的生存生长所需营养，造成其他植物营养不良甚至死亡。（B）实验2.豚草繁殖根系扩展步骤：取一小块豚草植株及其根系土壤，沿植株进行土壤纵剖，观察植物的根系扩展范围。实验预测：我们预测豚草的根系将大范围扩张，强占其他植物根系的生长空间。由此说明豚草根系生长力旺盛，占据

6、了其他植物根系的生长空间，使其他植物因根系无法扩展而造成营养吸收缺陷。（C）实验3.豚草空间扩展步骤：观察并记录豚草生长高度及枝叶扩展程度，以及周边阳生性植物的生长情况。实验预测：试验田里豚草的长势十分良好，枝繁叶茂；但周边植物植株却矮小瘦弱，被豚草枝叶挡去了大片阳光，叶片干枯萎焉，有明显被抑制的现象。相比于实验组，对照组里周边植物长势良好。由此说明，豚草繁殖生长能力强，所以大面积密生，遮蔽阳光，周边矮小的阳生植物，因为缺少阳光而不能进行光合作用，最终“饿”死。（D）实验4.土壤微生物的测定步骤：分别在两块试验田进行土层的抽样，测定其中微生物的种类、数量和生活情

7、况。记录数据，进行对比。（表面以下土层抽样可分为三层：1~5cm5~10cm10~15cm）实验预测：实验地里的土壤动物，无论是个体数还是类群数，都随着生长季的推进而增加，至8月份达到最高值然后减少。豚草样地里的土壤动物个体数量低于对照组，8~9月份尤为明显。在豚草营养生长的旺季和繁殖季节，豚草样地里的土壤动物的类群数应明显低于对照样地。其对土壤动物的抑制有种群特异性。由实验结果和文献记载可以推断，在豚草发生地，伴随着生长季的推进，化感物质的分泌增加，而且夏季降水增多，对豚草地上部分的淋溶加强，这样对土壤动物的抑制作用加强，季节演替，豚草生命力衰退，分泌化感物质

8、减少，降雨减少，淋溶作用